南方地区混凝土基层沥青路面层间抗剪强度结构系数研究

针对混凝土基层沥青路面的特点和现有研究的不足,提出了混凝土基层沥青路面适宜的层间结构与材料,测试了层间沥青材料的高温剪切性能与黏度;研发了层间剪切疲劳的测试装置,提出了层间剪切疲劳的试验方法;运用有限元法计算了混凝土基层沥青路面在高温季节层间温度与沥青层厚度的关系,确定了层间剪切疲劳的试验温度;通过测试和分析,提出混凝土基层沥青路面层间喷洒沥青的最佳用量为1.4 kg/m2,层间抗剪强度结构系数为KT=0.50N0.12e。     

沟槽式深覆土减载明洞衬砌结构受力特性及截面设计研究

为了改善沟槽式高填黄土明洞衬砌结构内力,减小明洞衬砌厚度,文章通过数值模拟方法,从EPS板材料的力学性能和减载机制分析入手,研究了减载前后明洞各位置结构内力和结构衬砌厚度变化规律,以及边坡坡角对减载前后明洞结构内力和截面衬砌厚度的影响规律。结果表明,高填黄土明洞结构内力和结构衬砌厚度均随回填土高度的增加而增加;减载明洞结构内力和结构衬砌厚度减小效果均与EPS板厚度和EPS板材料的应力-应变曲线有关,在EPS板处于塑性阶段末期,减载效果最佳,并给出了该密度下EPS板减载的优化设计;边坡角度越大,减载前后明洞结构内力越小;除拱顶外,明洞衬砌截面厚度均有减小趋势;而减载后的洞顶衬砌厚度减小效果最明显,其余截面厚度减小量均呈加速减小趋势。文章最后建议对不同填土高度、不同边坡坡角的沟槽式高填明洞进行不同EPS板密度和厚度的优化设计。     

基于颗粒流的高填黄土明洞加筋减载数值模拟分析

为研究高填黄土明洞加筋减载的荷载传递规律,采用颗粒流软件模拟高填黄土明洞加筋减载,通过分析洞顶竖向应力、颗粒竖向位移、颗粒间的接触力、格栅的竖向变形和孔隙率等细观参数的变化,从微观角度揭示土工格栅加筋减载明洞减载规律,并进一步研究土工格栅刚度和层数对洞顶减载效果的影响。结果表明： 1）土工格栅的竖向变形和颗粒竖向位移变化形式基本保持一致,格栅的变形依赖于洞顶内外土柱的沉降差; 2）在格栅所能承受的最大变形范围内,内外土柱负的沉降差越大,格栅的拉膜效应越显著,减载效果越好; 3）格栅的刚度和层数对其减载效果均有一定的影响,应根据实际填土高度和填土性质选择适宜刚度和层数的格栅进行减载。     

现行规范旧水泥混凝土路面加铺层设计的若干问题研究

结合潭耒高速公路旧水泥混凝土路面提质改造工程,针对目前国内常用的CRC+ AC复合式结构加铺、直接加铺沥青面层以及碎石化加铺沥青层3种加铺方案,探讨现行规范的旧路加铺层设计方法,指出其存在的不足并提出改进措施.研究结果表明:CRC+ AC加铺结构综合应力与普通混凝土板有很大不同,应针对这种结构确定更为明确的设计方法;直接加铺沥青层路面温度应力计算中可通过matlab软件回归延伸曲线,拓宽系数ζ'a图,加铺层设计引入满足防止荷载型及温度型反射裂缝要求的设计标准具有重要意义;碎石化沥青加铺层结构按半无限地基上的弹性层状体系理论方法设计得到的加铺层厚度初期实测弯沉代表值不能满足要求.     

粒料的正交异性非线性回弹特性研究

粒料的回弹力学特性具有非线性和正交异性。为研究此特性，设计了一种综合考虑粒料应力依赖性和正交异性的动态回弹特性解决方案，该方案包含：改进的重复加载三轴试验方案、正交异性系数α、Uzan应力依赖模型。改进的试验方案包含多个应力水平，每个应力水平上通过施加应力扰动，实现压缩、拉伸和剪切3个应力状态；α表征粒料的正交异性程度，并减少正交异性增量本构方程中的未知数；Uzan三参数应力依赖模型表征模量和泊松比的应力依赖性。推导了增量本构方程，并计算了粒料的5个回弹特性参数：竖向模量、水平向模量、竖平面内泊松比、水平面内泊松比，剪切模量。使用该方案对3种粒料（石灰岩、砾石、花岗岩）进行了室内试验研究，计算了粒料的回弹特性参数，分析了应力水平、级配和含水率对动态回弹特性的影响。结果表明：①该解决方案同时考虑了粒料的正交异性和应力依赖性，实测数据和计算数据相关性良好，计算结果准确合理；②粒料的回弹模量和泊松比都具有应力依赖性，动态回弹模量主要受体应力的影响，泊松比受剪切应力的影响更大；③粒料的回弹模量和泊松比均存在显著的正交异性，当剪应力较大时，有可能出现剪胀现象；④各回弹特性参数随影响因素的变化规律正确，该方案能够显著地反映出各因素对回弹特性参数的影响。     

共振碎石化控制参数和结构模量研究

为更好地研究共振碎石化不同控制参数对破碎整体效果的影响,验证共振碎石化层是否满足基层的加铺结构承载力,文章依托潭邵大修项目,采用GPJ3X-600全浮式共振破碎机,通过现场试验,研究了不同频率和行进速度对共振碎石化整体破碎效果的影响。结果表明:共振破碎机行进速度对破碎粒径大小、回弹模量和弯沉值的大小均有影响;共振碎石机频率、行进速度较佳组合为:振动频率为48Hz,共振时行进速度为1.3km/h;共振碎石化作为基层的加铺结构,承载力满足设计和行车要求。研究结果对共振碎石化技术的应用和推广具有借鉴意义。     

水泥砂浆封闭孔隙冻胀破坏问题的力学分析

基于热力学平衡原理,利用弹性力学理论,对水饱和状态下中封闭孔隙在结冰压力作用下的孔壁应力进行了力学计算分析.把水泥砂浆中的孔隙形状近似看成是球形或圆柱形,分别建立了细观力学计算模型,并推导了不同孔隙在结冰压力作用下的孔壁内外表面拉应力,并对某一水泥砂浆构件在受冻温度为-20℃时,球形和圆柱形孔隙的孔壁应力进行了计算,结果表明,在相同结冰压作用下,由于球形孔隙较圆柱形受力更为均匀,其孔壁拉应力明显小于圆柱形孔隙,有利于抗冻.最后,依据此理论计算方法,对孔隙形状、半径、孔壁厚度、冻结温度等对孔壁应力的主要影响因素进行了参数分析,以期能够从砂浆入手对混凝土受冻破坏机理做些有益尝试.     

开口薄壁箱拱桥二期混凝土浇注过程稳定性分析

采用混凝土开口薄壁施工工艺的拱圈,在转体合龙后需要进行二期混凝土浇注以加厚壁板和底板。尚未形成强度的新浇混凝土使开口薄壁拱圈上受到很大的荷载。其整体和局部稳定性成为影响施工安全的一个关键性问题。以平地坝大桥为例,运用有限元软件建立空间半拱有限元模型模拟混凝土的二期浇注过程。分析表明此过程中结构的局部稳定安全性能值得关注。     

连续配筋混凝土复合式沥青路面层间剪应力及结构

针对连续配筋混凝土复合式沥青路面(CRC+AC)结构的特点和现有研究的不足,运用传热学理论、力学理论和有限元法,计算和分析了层间剪应力的临界荷位和影响因素;通过室内试验和工程实践,研究了基于层间剪应力的层间结构和材料及CRC层表面处理技术.研究结果表明:层间抗剪强度不足会使CRC+AC结构层间出现纵向和侧向滑移;层间最大剪应力随AC层厚度和模量的增大而减小,且随AC层厚度增加而减小的趋势更为明显,CRC层厚度对层间最大剪应力的影响很小;通过计算分析并结合试验路修筑经验和检测结果,建议CRC+AC结构AC层的厚度不宜小于6cm;建议采用喷洒式结构对CRC+AC结构的层间进行处理,并选用SBS改性沥青作为喷洒沥青,采用裸化技术对CRC层表面进行处理.研究结果可为刚柔复合式沥青路面的合理设计提供重要参考.